Тема 5.3. Происхождение жизни

Первичная атмосфера Земли. Абиогенный синтез. Первичный бульон. Предбиологический отбор. Понятие о биологических мембранах. Коацерваты. Гетеротрофы. Автотрофы. Анаэробы. Аэробы. Прокариоты. Эукариоты. Голобиоз. Генобиоз. Исторические концепции происхождения жизни: креационизм, гипотеза панспермии, однократный абиогенез, постоянное самозарождение, стационарное состояние.

Тема 5.4. Биологический эволюционизм

Эволюция, ее атрибуты: самопроизвольность, необратимость, направленность. Биологическая эволюция. Эволюционная концепция Ламарка. Дарвинизм. Сальтационизм. Синтетическая теория эволюции. Молекулярная эволюция. Генофонд. Элементарная эволюционная структура – популяция. Элементарный наследственный материал – генофонд популяции. Элементарное явление эволюции – изменение генофонда популяции. Элементарные эволюционные факторы: мутационный процесс, популяционные волны, изоляция, естественный отбор. Борьба за существование. Формы отбора: движущий, стабилизирующий, дизруптивный. Микроэволюция. Макроэволюция. Дивергенция.

Тема 5.5. История жизни на Земле и методы исследования эволюции

Иметь понятия о геологических эрах и периодах. Криптозой, фанерозой. Связь границ между эрами с геологическими и палеонтологическими изменениями. Некоторые важнейшие ароморфозы: фотосинтез, эукариоты, многоклеточные, скелет. Основные таксономические группы растений и животных и последовательность их эволюции: моллюски; рыбы; земноводные (амфибии); пресмыкающиеся (рептилии); птицы; млекопитающие; голосеменные; покрытосеменные; цветковые. Прокариоты. Филогенез. Онтогенез. Адаптация. Ароморфоз. Понятие о флоре, фауне. Методы исследования эволюции: палеонтология (ископаемые переходные формы, палеонтологические ряды, последовательность ископаемых форм). Методы исследования эволюции: биогеография (сопоставление видового состава с историей территорий, островные формы, реликты). Методы исследования эволюции: морфологические методы (установление связи между сходством строения и родством сравниваемых форм, рудиментарные органы, атавизмы). Методы исследования эволюции: эмбриологические методы (зародышевое сходство, принцип рекапитуляции). Методы исследования эволюции: генетические методы, методы биохимии и молекулярной биологии, методы моделирования, экологические методы.

Тема 5.6. Генетика и эволюция

Генетика. Ген. Аллель. Хромосомы. Геном. Генотип. Фенотип. Свойства генетического материала: дискретность, непрерывность, линейность, относительная стабильность. Изменчивость: наследуемая (генотипическая, мутационная). Изменчивость: ненаследуемая (фенотипическая, модифика­ционная). Мутагенные факторы. Причины мутаций. Свойства мутаций. Роль мутаций в эволюционном процессе. Популяционная генетика. Генетические характеристики популяции: наследственная гетерогенность. Генетические характеристики популяции: внутреннее генетическое единство. Генетические характеристики популяции: динамическое равновесие отдельных генотипов.

Биосфера и человек (шестая дидактическая единица)

Тема 6.1 Экосистемы

Понятие экосистемы. Элементы экосистем (биотоп, биоценоз). Биотическая структура экосистем: продуценты, консументы, редуценты. Виды природных экосистем (озеро, лес, пустыня, тундра, океан, биосфера). Пищевые (трофические) цепи, пирамиды. Энергетические потоки в экосистемах, правило 10%. Экологические факторы: биотические и абиотические факторы, антропогенные факторы. Формы биотических отношений (хищник-жертва, паразитизм, нейтрализм). Пределы толерантности. Среда обитания и экологическая ниша.

Тема 6.2. Биосфера

Биосфера. Вещество: живое, косное, биогенное. Геохимические функции живого вещества: газовая; концентрационная; деструктивная; средообразующая; энергетическая. Биогенная миграция атомов химических элементов. Биогеохимические принципы миграции: стремление к максимуму проявления. Биогеохимические принципы миграции: эволюция видов, увеличивающих биогенную миграцию. Влияние космических факторов на биосферу: радиационный фон, магнитное поле, фоновое излучение, солнечно-земные связи (гелиобиология).

Тема 6.3. Человек в биосфере

Антропогенез. Палеонтология. Приматы. Антропоиды. Человек умелый (Homo habilis). Человек прямоходящий (Homo erectus). Человек разумный (Homo sapiens). Неандертальцы. Альтруизм. Неолитическая революция. Экологические последствия неолитической революции. Коэволюция. Экологический статус человека. Расы и расогенез. Возможные пути эволюции человека. Роль социальных и биологических эволюционных факторов.

Тема 6.4. Глобальный экологический кризис

Загрязнение окружающей среды (ингредиентное, физическое, деструктивное). Индикаторы глобального экологического кризиса: парниковый эффект; истощение озонового слоя; деградация лесных, земельных, водных ресурсов; снижение биоразнообразия. Понятие ноосферы как этапа развития биосферы при разумном регулировании отношений человека и природы. Устойчивое развитие как компромисс между стремлением человечества удовлетворять свои потребности и необходимостью сохранения биосферы для будущих поколений.

Заключение. Перспективы развития естествознания

Подведение итогов изучения курса, перспективы его развития и проблемы, требующего своего решения. О междисциплинарной методологии и принципах конвергенции естественнонаучного и гуманитарного знания, на пути к единой культуре. Универсальный эволюционизм и проблемы коэволюции сложных природных и социальных систем. Наука, философия и религия. Новые возможности диалога.

ПРАКТИЧЕСКИЕ (СЕМИНАРСКИЕ) ЗАНЯТИЯ

Занятие 1. Эволюция научного метода и естественно-научной картины мира

1. Эволюция дисциплинарного знания.

2. Классическая физика: механика; термодинамика; электромагнетизм.

3. Проблемы классического синтеза.

Литература

1. Алферов Ж.И. Физика и жизнь / Ж.И. Алферов. – М.–СПб.: Наука, 2001.

2. Михайловский В.Н. Концепции современного естествознания / В.Н .Михайловский. – СПб.: ИВЭСЭП, Знание, 2004.

3. Свиридов В.В. Концепции современного естествознания / В.В.Свиридов. – СПб.: Питер, 2005.

Занятие 2. Пространство, время, симметрия

1. Релятивистская физика; квантовая физика.

2. Статистическая физика; релятивистская квантовая физика.

3. Квантовая статистическая физика; релятивистская статистическая физика; релятивистская квантовая статистическая физика.

4. Химические системы.

Литература

1. Гинзбург В.Л. О сверхпроводимости и о сверхтекучести. Автобиография: сб. статей и выступлений / В.Л. Гинзбург. – М.: Изд-во Физико-математической литературы, 2006.

2. Девис П. Суперсила. Поиски единой теории природы: пер. с англ. / П. Девис; под ред. Е.М. Лейкина. – М.: Мир, 1989.

3. Михайловский В.Н. Концепции современного естествознания / В.Н. Михайловский. – СПб.: ИВЭСЭП, Знание, 2004.

4. Суханов А.Д. Концепции современного естествознания / А.Д. Суханов, О.Н. Голубева. – М.: Дрофа, 2004.

5. Арсенов О.О. Григорий Перельман и гипотеза Пуанкаре / О.О. Арсенов. – М.: Эксмо, 2010.

Занятие 3. Структурные уровни и системная организация материи

1. От атомов к протожизни.

2. История Земли.

3. Жизнь во Вселенной.

4. Химия жизни.

5. Живые системы против энтропии.

Литература

1. Марьянович А.Т. Взрыв и цветение. Нобелевские премии по медицине 1901–2002 / А.Т. Марьянович, И.В. Князькин. – СПб.: ДЕАН, 2003.

2. Медников Б.М. Аксиомы биологии / Б.М. Медников. – М.: Знание, 1982.

3. Михайловский В.Н. Концепции современного естествознания / В.Н .Михайловский. – СПб.: ИВЭСЭП, Знание, 2004.

4. Шредингер Э. Что такое жизнь? Физический аспект живой клетки / Э. Шредингер. – М; Ижевск, 2002.

Занятие 4. Порядок и беспорядок в природе

1. Междисциплинарность и синергетика.

2. Начала эволюционно-синергетического мышления.

3. Теория катастроф.

4. Качественные методы в эволюционных задачах.

5. Динамический хаос.

6. Самоорганизация.

7. Проблемы междисциплинарного синтеза.

8. Философское прочтение биологических законов.

9. Естественно-научная, религиозная и эзотерическая картина мира.

Литература

1. Дубнищева Т.Я. Концепции современного естествознания / Т.Я. Дубнищева. – М.: Академия, 2009.

2. Михайловский В.Н. Концепции современного естествознания / В.Н. Михайловский. – СПб.: ИВЭСЭП, Знание, 2004.

Занятие 5. Эволюционное естествознание. Панорама современного естествознания

1. Биосфера и цивилизация.

2. Основные концепции биологии и парадигмы нового мышления.

3. Основные достижения современной биологии.

Литература

1. Аруцев А.А. Концепции современного естествознания: Интернет-учебник для студентов вузов. [Электронный ресурс] / А.А. Аруцев, Б.В. Ермолаев, И.О. Кутателадзе, М.С. Слуцкий. – М.: Московский государственный открытый университет, 1999. – Автор информационного и тестового материалов учебника Воронина Т.П. – Методическая разработка компьютерного учебника Абрамешина А.Е. и Молчановой О.П. – Дизайн и программные средства Ушакова М.А. Тестовая система проверки знаний отдельно по темам и для зачета. – http://nrc.edu.ru/est/sod.html.

2. Горбачев В.В. Концепции современного естествознания / В.В. Горбачев. – М.: ОНИКС 21 век, 2005.

Занятие 6. Биосфера и человек

1. Биологическое многообразие. Организм.

2. Многообразие биологических видов.

3. Биологическая эволюция.

4. Индивидуальное развитие (онтогенез).

5. Человек: биологическая индивидуальность и личность.

Литература

1. Бабушкин А.Н. Современные концепции естествознания: курс лекций для вузов / А.Н. Бабушкин. – СПб.: Лань, 2000; М.: Омега-Л, 2004.

2. Нобелевские лауреаты: Альфред Нобель. Нобелевские премии и нобелевские институты. Биографические статьи: премии по физике, по химии, по физиологии и медицине, по экономике. – [Электронный ресурс]. – http://www.n-t.ru/nl/.